在國家和地方政策雙輪驅動、逐步完善的強制性標準、“新三化”等趨勢的持續推動下，新能源汽車發展迅猛。電池是新能源汽車的動力源泉，電池安全重要性不言而喻，【NXP】NBPx電池壓力監測傳感器應運而生。

電池熱失控的危害

隨著新能源汽車的推廣，電池的應用越來越廣泛，其中鋰離子電池具有能量密度高、輸出功率大、可快速充放電，對環境較為友好等優點，被稱為綠色電池，逐漸成為各種應用的首選。但在使用過程中，需要提防熱失控現象的出現。熱失控現象及其強度，與電池的大小、配置和電池單元的數量有關。導致的原因可能是過充電、過放電、短路、高溫、擠壓、碰撞等。

當單節電池出現熱失控，其內部會產生大量的熱量和氣體，在密閉的電池空間內，隨著熱量和氣體的不斷累積，內部壓力隨之不斷增加，最終導致電池外殼破裂，大量的熱量和氣體隨之迸發出來，相鄰的電池也會被迅速感染，相繼出現熱失控。這個傳播過程是非常迅速的，熱失控極易引發的電池包起火，甚至爆炸，直接威脅到了人員的生命安全。

檢測熱失控的方法

如何在早期監測電池的熱失控，確保在危險發生之前提供可靠的報警信號，成為了一個熱門的研究課題。可行的監測器件有電壓傳感器、煙霧檢測器、溫度傳感器、壓力傳感器。其中，壓力傳感器是一個不錯的選擇。因為在熱失控過程中，壓力信號特征非常明顯。當有單節電池發生熱失控時，伴隨著溫度上升，氣體噴發，包內壓力會急劇升高，當包內壓力大于外界壓力到一定值時，防爆閥會瞬間打開，釋放內部壓力，防止嚴重的爆炸事故發生。

NBPx Family 簡介 --Battery Pressure Monitoring Sensors (BPMS)

NBPx系列壓力傳感器，全名是電池壓力監測傳感器，簡稱BPMS。顧名思義，這就是專門為電池包壓力檢測設計的一款全新的產品。芯片采用QFN封裝，符合車規級，內部集成了8位CPU，恩智浦提供了出廠固件，使之成為隨時可用的電池壓力檢測傳感器。其可以自己檢測包內的壓力變化，通過內置算法判斷壓力變化，一旦觸發預先設定的條件，就會通過中斷向外部MCU給出報警信號。在整個過程中，無需外部MCU的參與。也就意味著外部MCU可以進入睡眠或關停狀態，只需要給BPMS供電，就能對包內單節電池熱失控進行及時有效的監控。

NBPx的先進性

1、NBPx系列壓力傳感器獨特的性能和配置決定了其在電池包壓力檢測應用中的先進性。

首先是用戶可選的采樣周期，NBP8從10ms到1000ms共有7種采樣周期可選。不同的采樣周期不僅決定了數據輸出速度，同時也提供了不同的功耗選項，用戶可以根據電池包的規格或者車輛運行的不同狀態選擇不同的采樣周期，相應的平均功耗從460 uA到5 uA可選。

2、NBPx支持10 bit的壓力測量、8 bit內部溫度測量和8 bit內部電壓測量。

壓力測量是BPMS的本職工作，內部溫度測量主要是支持對壓力讀值進行溫度補償，內部電壓測量是支持自檢程序的運行。

3、NBPx內部的FIFO堆棧可以存儲12組最近的壓力讀值。

這一配置不僅可以滿足內部算法的需求，同時，也可以支持外部MCU在收到中斷信號后對數據進行驗證。

4、NBPx提供了三種用戶可配置的閾值檢測。

一是固定壓力值檢測，也就是判斷當前讀值是否超過了預設的壓力值。二是相對壓力值檢測，通過計算前后兩次壓力測得值之差來判斷上升壓力是否超過了預設的差值。三是壓力變化率檢測，這是電池包壓力檢測通用的算法，即以kpa/s為單位的壓力變化率數據。在傳感器運行過程中，一旦檢測到劇烈的壓力變化就會觸發中斷信號。

5、NBP9額外增加了一路PWM輸出。

輸出頻率為100赫茲，以占空比的形式可實現壓力讀值的實時連續輸出，以及壓力上下溢出報警及自檢報警等。

在BPMS的運行過程中，主要包括周期時間和觸發時間，周期時間是傳感器按照默認設置或在初始化時由外部MCU設定來工作的。在運行過程中，如果有報警或錯誤發生，傳感器會通過中斷引腳通知外部MCU，如果沒有報警或錯誤發生，則繼續按照設定的程序運行。以此來檢測電池狀態，防止嚴重的熱失控情況發生。